氫能燃料電池催化劑研發(fā)工程師崗位招聘考試試卷及答案氫能燃料電池催化劑研發(fā)工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分，共10分）1.質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）陰極常用的貴金屬活性組分為______。2.燃料電池催化劑常用碳基載體包括活性炭、碳黑和______。3.燃料電池催化劑易受______中毒導(dǎo)致活性下降。4.燃料電池陽極催化劑主要催化______的氧化反應(yīng)。5.浸漬法負載活性組分時，需控制溶液______實現(xiàn)均勻負載。6.催化劑關(guān)鍵性能指標包括活性、耐久性和______。7.非貴金屬催化劑常見體系包括過渡金屬氮化物和______。8.膜電極（MEA）中，催化劑層位于______與質(zhì)子交換膜之間。9.影響催化劑耐久性的因素包括碳載體腐蝕和______。10.催化劑顆粒尺寸通?？刂圃赺_____納米范圍以保證高活性。答案1.Pt（鉑）2.碳納米管（或石墨烯）3.CO（一氧化碳）4.H?（氫氣）5.pH值6.選擇性7.過渡金屬氧化物（或碳化物）8.氣體擴散層（GDL）9.活性組分團聚10.1-10二、單項選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.以下哪種碳載體耐PEMFC氧化腐蝕最優(yōu)？A.活性炭B.碳黑C.碳納米管D.石墨粉2.屬于催化劑不可逆中毒的是？A.CO中毒B.H?S中毒C.顆粒物堵塞D.活性組分流失3.實現(xiàn)活性組分高分散的制備方法是？A.球磨法B.浸漬法C.共沉淀法D.靜電紡絲法4.PEMFC陽極催化劑活性順序（高→低）正確的是？A.Pt>Pd>RuB.Pt>Ru>PdC.Pd>Pt>RuD.Ru>Pt>Pd5.MEA中催化劑層的主要作用不包括？A.傳遞電子B.傳遞質(zhì)子C.催化反應(yīng)D.存儲氫氣6.堿性燃料電池活性較高的非貴金屬體系是？A.Co-N-CB.Fe-N-CC.Ni-FeD.Cu-N-C7.催化劑顆粒尺寸減小活性提高的原因是？A.比表面積增大B.導(dǎo)電性增強C.耐腐蝕性提高D.選擇性增強8.評估催化劑耐久性的測試條件是？A.常溫常壓B.高溫高濕C.循環(huán)電壓D.低電流密度9.提高Pt基催化劑抗CO中毒的助劑是？A.RuB.PdC.AuD.Ag10.對催化劑要求最低的燃料電池類型是？A.PEMFCB.堿性燃料電池C.磷酸燃料電池D.熔融碳酸鹽燃料電池答案1.C2.D3.B4.A5.D6.C7.A8.C9.A10.D三、多項選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.燃料電池催化劑常見載體包括？A.碳黑B.二氧化硅C.氧化鋁D.碳納米管2.Pt基催化劑的缺點有？A.成本高B.易中毒C.耐久性差D.活性低3.非貴金屬催化劑常見體系有？A.Co-N-CB.Fe-N-CC.Ni-CoD.Cu-Zn4.催化劑中毒常見類型包括？A.CO中毒B.H?S中毒C.氨中毒D.顆粒物中毒5.催化劑制備常用方法有？A.浸漬法B.共沉淀法C.溶膠-凝膠法D.水熱法6.影響催化劑活性的因素有？A.活性組分種類B.顆粒尺寸C.載體類型D.制備方法7.燃料電池中催化劑的功能包括？A.降低活化能B.傳遞電子C.傳遞質(zhì)子D.促進三相接觸8.MEA的組成部分包括？A.質(zhì)子交換膜B.催化劑層C.氣體擴散層D.雙極板9.催化劑表征常用手段有？A.XRDB.TEMC.XPSD.BET10.氫能燃料電池的優(yōu)勢有？A.零排放B.高效率C.低噪音D.長壽命答案1.AD2.AB3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.AD8.ABC9.ABCD10.ABC四、判斷題（共10題，每題2分，共20分）1.Pt是PEMFC唯一高效活性組分。（×）2.碳載體在燃料電池中不會腐蝕。（×）3.CO中毒對催化劑不可逆。（×）4.非貴金屬催化劑成本遠低于Pt基。（√）5.催化劑顆粒越大活性越高。（×）6.催化劑層位于雙極板與GDL之間。（×）7.制備方法不影響催化劑活性。（×）8.耐久性僅與活性組分有關(guān)。（×）9.堿性與酸性燃料電池催化劑體系完全相同。（×）10.氫氧燃料電池僅陰極需催化劑。（×）五、簡答題（共4題，每題5分，共20分）1.簡述燃料電池催化劑核心性能指標及意義。答案：核心指標為活性（催化反應(yīng)速率，決定功率密度）、耐久性（長期活性保持，影響壽命）、選擇性（避免副反應(yīng)）、成本（商業(yè)化關(guān)鍵）。這些指標直接關(guān)聯(lián)燃料電池的性能、壽命及市場競爭力，是研發(fā)的核心目標。2.比較Pt基與非貴金屬催化劑的優(yōu)缺點。答案：Pt基優(yōu)點：活性高、穩(wěn)定性好；缺點：成本高、易CO中毒。非貴金屬優(yōu)點：成本低、抗中毒性強（部分體系）；缺點：活性低于Pt基、耐久性不足、制備工藝復(fù)雜。兩者互補，當(dāng)前方向是降低Pt用量+提升非貴金屬性能。3.催化劑中毒常見類型及應(yīng)對策略。答案：常見類型：CO中毒（吸附活性位點）、H?S中毒（不可逆吸附）、氨中毒（堿性環(huán)境影響）。應(yīng)對：①原料預(yù)處理（脫除雜質(zhì)）；②催化劑改性（如Pt-Ru抗CO）；③優(yōu)化運行條件（控溫濕）；④抗中毒載體（摻雜碳材料）。4.催化劑制備中影響分散性的關(guān)鍵因素。答案：關(guān)鍵因素：①前驅(qū)體濃度（過高易團聚）；②溶液pH（影響吸附）；③載體表面性質(zhì)（孔結(jié)構(gòu)、官能團）；④制備方法（浸漬法分散性優(yōu)）；⑤焙燒/還原條件（控顆粒生長）。良好分散性可提高活性位點利用率。六、討論題（共2題，每題5分，共10分）1.如何平衡催化劑活性、成本與耐久性？答案：需三方面協(xié)調(diào)：①活性：通過合金化（Pt-Co）、核殼結(jié)構(gòu)（Pt殼非貴金屬核）提高原子利用率；②成本：減少Pt用量（低Pt/無Pt）、采用廉價非貴金屬（Co-N-C）；③耐久性：優(yōu)化載體（摻雜碳納米管）、表面修飾（保護層）、改善制備工藝（靜電紡絲）。需綜合耦合三者關(guān)系，避免單一指標過度優(yōu)化犧牲其他性能。2.非貴金屬催化劑研發(fā)的挑戰(zhàn)及突破方向？答案：挑戰(zhàn)：①酸性環(huán)境